Тип работы:
 Предмет:
 Язык работы:


Визуальная технология обработки медицинских изображений при помощи библиотеки MIRF на основе REAL.NET

Работа №128264

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

информационные системы

Объем работы24
Год сдачи2021
Стоимость4300 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
32
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 4
1. Постановка задачи 6
2. Обзор 7
2.1. Обзор аналогов 7
2.2. Используемые технологии 9
2.3. Библиотека для визуализации конвейеров 12
3. Метамодель 14
4. Веб-редактор 15
4.1. Пользовательский интерфейс 15
4.2. Реализация 16
5. Интеграция REAL.NET и MIRF 18
5.1. Адаптация проверки ограничений для REAL.NET Web и MIRF 18
5.2. Генератор 19
6. Апробация прототипа 20
Заключение 21
Список литературы 22

На сегодняшний день все чаще появляются различные алгоритмы на основе машинного обучения, решающие задачи, связанные с медициной. Одна из этих задач — это анализ и обработка медицинских данных.
На кафедре системного программирования СПбГУ разрабатывается библиотека MIRF [3], которая позволяет работать с медицинскими данными, в частности с изображениями. Для обеспечения гибкости в основе архитектуры данной библиотеки лежит архитектурный стиль «Pipes&Filters»», поэтому обработка данных выполняется конвейерами, состоящими из независимых друг от друга блоков. На данный момент в библиотеке реализованы следующие алгоритмы: обработка ЭКГ-сигналов и распознавание различных заболеваний сердца, анализ МРТ-снимков головы на предмет рассеянного склероза, а также классификация внутричерепного кровоизлияния.
Изначально библиотека MIRF была ориентирована на медиков-исследователей с некоторыми навыками программирования. Поэтому для того, чтобы решить ту или иную задачу при помощи MIRF, медицинский специалист должен написать код на Kotlin, который задает конвейер для обработки медицинских данных. Умение писать даже простейший код на каком-нибудь из языков программирования ограничивает количество возможных пользователей, но теперь хочется расширить круг потенциальных пользователей проекта. Одним из подходов к пользовательскому программированию является визуальное программирование, при таком подходе пользователь задает программу, оперируя некоторыми графическими объектами. Программирование при помощи визуальных предметно-ориентированных языков более наглядно и проще для изучения в отличии от текстовых аналогов, поэтому часто используется в обучающих целях, например среда для программирования роботов TRIK Studio [10]. Таким образом для большей доступности использования данной библиотеки можно разработать специальный редактор, который позволит создавать конвейеры, используя визуальное программирование.
На кафедре системного программирования СПбГУ уже несколько лет разрабатывается среда для визуального программирования REAL.NET[4]. Изначально она создавалась, как десктопная система. Но со временем для удобства пользователей было решено сделать её веб-приложением, так появилась версия REAL.NET Web. На данный момент активно разрабатывается универсальный веб-редактор для работы с визуальными языками. Данная работа также может служить апробацией для редактора REAL.NET Web.
Одним из требований к данному редактору является удобство использования. Конечные пользователи — медицинские специалисты, которые не могут потратить много времени, чтобы научиться им пользоваться, они неизбежно будут допускать ошибки. Но если сама система будет их предупреждать и направлять, это в разы повысит удобство использования. На данный момент в десктопной версии REAL.NETреализована система проверки ограничений, которая предупреждает о частых ошибках и не допускает некорректных диаграмм. Необходимо адаптировать данную систему также для веб-версии среды для дальнейшего использования.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!
ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ
КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

В рамках выпускной квалификационной работы были решены следующие задачи.
• Проведено исследование существующих аналогов.
• Разработан визуальный предметно-ориентированный язык для работы с библиотекой MIRF.
• Спроектирован пользовательский интерфейс и реализован веб-редактор для обработки медицинских изображений на языке TypeScript с использованием библиотеки React.
• Проведена адаптация системы проверки ограничений для REAL.NET Web, также система была расширена для поддержки ограничений, специфичных для MIRF.
• Реализован генератор для преобразования графической модели в конвейер для обработки данных.
• Проведена апробация прототипа, в ходе которой было отмечено удобство системы, а также выявлены некоторые недостатки системы.



[1] Drawflow.— URL: https://github.com/jerosoler/Drawflow(on¬line; accessed: 12.03.2021).
[2] Github-репозиторий проверки ограничений.— URL: https://github.com/REAL-NET/web-editor-backend/tree/constraints-checking-system(online; accessed: 25.04.2021).
[3] Github-репозиторий проекта MIRF.— URL: https://github.com/MathAndMedLab/MIRF2 (online; accessed: 08.12.2020).
[4] Github-репозиторий проекта REAL.NET. — URL: https://github.com/REAL-NET (online; accessed: 08.12.2020).
[5] Github-репозиторий редактора.— URL: https://github.com/REAL-NET/web-editor-frontend/tree/mirf-editor (online; ac¬cessed: 25.04.2021).
[6] Insight Toolkit (ITK).— URL: https://itk.org/ (online; accessed: 14.12.2020).
[7] Kraska Tim. Northstar: an interactive data science system // Proceed-ings of the VLDB Endowment 11, 12 (2018). — 2018. — P. 2150-2164.
[8] MIRF 2.0 - A Framework for Distributed Medical Images Analysis / Alexandra Shvyrkova, Alexey Fefelov, Yurii Litvinov et al. // Proceed-ings of the Fifth Conference on Software Engineering and Information Management 2020 (SEIM 2020).— 2020.— URL: http://ceur-ws.org/Vol-2691/paper61.pdf (online; accessed: 15.12.2020).
[9] The Medical Imaging Interaction Toolkit (MITK).— URL: https://www.mitk.org/ (online; accessed: 14.12.2020).
[10] Mordvinov Dmitry, Litvinov Yurii, Bryksin Timofey.TRIK studio:Technical introduction // 2017 20th Conference of Open Innovations Association (FRUCT). - 2017. - P. 296-308.
[11] Musatian S., Lomakin A., Chizhova A. Medical images research frame-work // Fourth Conference on Software Engineering and Information Management (SEIM-2019). — 2019. — P. 60 - 66.
[12] Northstar.— URL: https://northstar.mit.edu/ (online; accessed: 07.12.2020).
[13] OpenCV (Open Source Computer Vision Library).-- URL: https://opencv.org/ (online; accessed: 14.12.2020).
[14] React Flow.— URL: https://reactflow.dev/ (online; accessed: 12.03.2021).
[15] Rete.js. — URL: https://rete.js.org/ (online; accessed: 12.03.2021).
[16] Zehner Alexander, Szalo Alexander Eduard, Palm Christoph.Graph-MIC: Easy Prototyping of Medical Image Computing Applications // Interactive Medical Image Computing (IMIC), Workshop at the Medi¬cal Image Computing and Computer Assisted Interventions (MICCAI 2015), 2015, Munich. — 2015. — P. 395 - 400.
[17] Алымова Д. А. Визуальный язык задания ограничений на модели в REAL.NET// сайт кафедры системного программирования СПбГУ.— URL: https://oops.math.spbu.ru/SE/diploma/2019/bmo/444-Alymova-report.pdf (online; accessed: 12.04.2021).
[18] Кидянкин М. В. Микросервисная архитектура DSM- платформы REAL.NET Web // сайт кафедры системного программирования СПбГУ. -- URL: https://oops.math.spbu.ru/SE/YearlyProjects/vesna-2020/YearlyProjects/vesna-2020/mo-3rd-course/Kidyankin-report.pdf (online; ac¬cessed: 25.12.2020).
[19] Среда предметно-ориентированного визуального моделирования REAL.NET/ Ю.В. Литвинов, Е.В. Кузьмина, И.Ю. Небогатиков, Д.А. Алымова // СПИСОК-2017. Материалы 7-й всероссийской научной конференции по проблемам информатики.— 2017.— P. 80-89.
[20] Фефелов А. А. Архитектура фреймворка MIRF // сайт кафедры системного программирования СПбГУ.— URL: https://oops.math.spbu.ru/SE/diploma/2020/bmo/Fefelov-report.pdf (online; accessed: 14.12.2020).

Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.